CN104199412A - 一种基于无线网络的分散式风电场远程监控系统 - Google Patents

一种基于无线网络的分散式风电场远程监控系统 Download PDF

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李林
邓华
刘振栋
王玉家
曲晓白
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Abstract

本发明公开了一种基于无线网络的分散式风电机组远程监控系统，其包括风电机组（1），其特征在于风电机组（1）连接采集终端（2），采集终端（2）连接控制器（3），控制器（3）连接无线网络（4），无线网络（4）连接监控中心（7），监控中心（7）分别连接通讯网络（6）、本地服务器（8）、事故分析模块（10）和故障预警模块（11），通讯网络（6）连接移动平台（5），本地服务器（8）连接远程读取模块（9）；本发明能解决分散式风电机组安装位置随机、分布面广、数量多等造成风电机组监控通讯手段欠缺问题，提高了分散式风电机组安全管理水平和工作效率。

Description

一种基于无线网络的分散式风电场远程监控系统
技术领域：
本发明涉及一种基于无线网络的分散式风电场远程监控系统，属于风电技术领域。
背景技术：
国家能源局2011年下发的国能新能[2011]226号《关于分散式接入风电开发的通知》明确提出，根据我国风能资源和电力系统特点，在规模化集中开发大型风电场的同时，应因地制宜、积极稳妥地探索分散式接入风电的开发模式。发展分散式风电可以有效缓解目前的风电发展瓶颈，避免风电长距离输送，实现资源优化配置；同时也使风电资源并不特别丰富的地区也具有开发利用价值，减轻环保压力。分散式风电必将成为我国风电发展的一个重要方向，与集中式风电共同构成更加合理的多元化风电开发模式。
分散式风电机组及变电站设备的运行管理迫切需要构建一个统一集成平台，完成实时监测数据的站端采集、传输、存储和处理，为风电机组运行状态监测和机、网协调运行和监控提供基础支撑。分散式风电机组通常位于负荷中心附近，装机规模小，不以大规模远距离输送电力为目的，所产生的电力就近接入当地电网进行消纳，分散式风电接入配电网，机组安装位置随机、分布面广、数量多，通讯基础差等问题，并网配套设施与条件非常有限。实现低成本、高可靠性的分散式风电实时监测与控制面临着突出的难题。其一，分散式风电接入区一般没有专网，同时风电机组也多处于比较偏僻的地点,能够提供的通信方式非常有限, 给风电机组运行数据和控制指令的远传带来了非常大的困难。其二，分散式风电机组接入的配电网可能存在设备陈旧、自动化水平低等问题，给实时监测和远程控制系统的集成带来不便。其三，不同生产厂商SCADA数据格式不一样，接口标准繁杂，这为构建风电机组之间以及风电机组与电网之间的统一信息交换系统制造了障碍。因此，开发适合分散式风电特点，具有较高经济技术可行性的远程监控系统是实现机组运行状态监测和实现机、网协调控制的保障措施。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种能对风机风速、温度、功率等参数进行了预测、检测和控制，较好地完成实时监控和远程管理功能，为风电机组运行、管理、维护等提供有效手段的基于无线网络的分散式风电场远程监控系统。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种基于无线网络的分散式风电机组远程监控系统，其包括风电机组，其特征在于风电机组连接采集终端，采集终端连接控制器，控制器连接无线网络，无线网络连接监控中心，监控中心分别连接通讯网络、本地服务器、事故分析模块和故障预警模块，通讯网络连接移动平台，本地服务器连接远程读取模块；
所述的采集终端包括电气量传感器和非电气量传感器，电气量传感器和非电气量传感器均连接信号处理模块，信号处理模块连接CC2591 模块，CC2591 模块连接Zigbee 芯片，CC2591 模块和Zigbee 芯片均连接采集终端电源管理模块；
所述的控制器3包括控制器中央处理器，控制器中央处理器分别连接同步动态存储器、闪速存储器、控制器电源管理模块、串行口网口；
所述的监控中心包括监控中心中央处理器，监控中心中央处理器分别连接存储模块、通讯模块、监控中心电源管理模块、串行口网口、事故分析模块和故障预警模块。
 
本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明采用基于无线传感器网络的远程监控系统，实现分散式风电机组数据采集和远程监控互联，具有移动平台、远程登录、故障预警功能，能提供本地监视和远程监控人机界面，并使运维人员能够及时准确地了解风电机组的运行状况，进行事故分析和故障预警，提高了分散式风电机组安全管理水平和工作效率，解决分散式风电机组安装位置随机、分布面广、数量多等造成风电机组监控通讯手段欠缺问题。
附图说明：
图1 为本发明的结构框图；
图2为本发明的采集终端的结构框图；
图3为本发明的控制器的结构框图；
图4为本发明的监控中心的结构框图。
具体实施方式：下面结合附图的本发明的具体实施方式做详细说明：
实施例：一种基于无线网络的分散式风电机组远程监控系统（参见图1），其包括风电机组1，风电机组1连接采集终端2，采集终端2连接控制器3，控制器3连接无线网络4，无线网络4连接监控中心7，监控中心7分别连接通讯网络6、本地服务器8、事故分析模块10和故障预警模块11，通讯网络6连接移动平台5，本地服务器8连接远程读取模块9。
控制器3通过采集终端2获得风电机组1的信息后，通过无线网络4将所需信息发送至监控中心7，监控中心7既可以将数据保存在本地服务器8中，远程读取模块9供值班人员本地和远程读取，又可以通过通讯网络6发送至移动平台5供管理人员远程监视，事故分析模块10和故障预警模块11负责历史数据分析、事故分析、基于数据评估的故障预警。
所述采集终端2, 负责采集风力发电机组监控参数，负责采集监视区域的信息并完成数据转换。其包括Zigbee 芯片2-6、多种传感器组（电气量传感器2-1和非电气量传感器2-2）、信号处理模块2-3、CC2591 模块2-4、电源管理模块2-5；电气量传感器2-1和非电气量传感器2-2均连接信号处理模块2-3，信号处理模块2-3连接CC2591 模块2-4，CC2591 模块2-4连接Zigbee 芯片2-6，CC2591 模块2-4和Zigbee 芯片2-6均连接采集终端电源管理模块2-5。
所述传感器组包括电气量传感器2-1和非电气量传感器2-2，电气量传感器2-1主要采集风电机组运行的电压、电流的电量信息，非电气量传感器2-2主要采集压力、振动、温度的信息。
所述信号处理模块2-3主要进行传感器输出信号的调理、滤波。
所述CC2591模块2-4进行功率放大。
所述Zigbee芯片2-6进行无线通讯。
所述采集终端电源管理模块2-5为CC2591模块2-4和Zigbee芯片2-6提供供电电源。
所述控制器3包括控制器中央处理器3-3，同步动态存储器（SDRAM）3-4、闪速存储器（FALASH）3-2、控制器电源管理模块3-1、串行口网口3-5，控制器中央处理器3-3分别连接同步动态存储器3-4、闪速存储器3-2、控制器电源管理模块3-1、串行口网口3-5。
所述控制器中央处理器3-3采用AT89S53芯片。
所述控制器电源管理模块3-1为中央处理器提供供电电源。
所述闪速存储器3-2用以存储控制程序和运行数据。
所述同步动态存储器3-4用以内部存储历史数据。
所述串行口网口3-5进行中央处理器对外通讯。
所述无线网络4采用无线通讯模块CC2530F256，将风电机组状态信息发送至控制器3、监控中心7。
所述移动平台5采用手机、平板电脑等便携式终端设备，通过GSM/GPRS通讯网络6获得监控中心数据，便于运维人员方便读取数据、远程登录服务器观看。
所述监控中心7配置硬件平台和软件系统，硬件平台选用TMS320VC5416型号为中央处理器，配置足够的存储模块、通讯模块、电源管理模块等；软件系统主要包括事故分析10和故障预警11模块，监控中心7包括监控中心中央处理器7-3、存储模块7-2、通讯模块7-4、监控中心电源管理模块7-1、串行口网口7-5；监控中心中央处理器7-3选用TMS320VC5416型号，监控中心中央处理器7-3分别连接存储模块7-2、通讯模块7-4、监控中心电源管理模块7-1、串行口网口7-5、事故分析模块10和故障预警模块11。
所述监控中心7将采集到的数据传送到本地服务器8进行实时数据储存，并支持Web 远程访问，实现本地和远程读取9。
所述监控中心7配置打印输出平台，采用表格、曲线等多种方式将数据打印输出，便于统计分析。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于无线网络的分散式风电机组远程监控系统，其包括风电机组（1），其特征在于风电机组（1）连接采集终端（2），采集终端（2）连接控制器（3），控制器（3）连接无线网络（4），无线网络（4）连接监控中心（7），监控中心（7）分别连接通讯网络（6）、本地服务器（8）、事故分析模块（10）和故障预警模块（11），通讯网络（6）连接移动平台（5），本地服务器（8）连接远程读取模块（9）；
所述的采集终端（2）包括电气量传感器（2-1）和非电气量传感器（2-2），电气量传感器（2-1）和非电气量传感器（2-2）均连接信号处理模块（2-3），信号处理模块（2-3）连接CC2591 模块（2-4），CC2591 模块（2-4）连接Zigbee 芯片（2-6），CC2591 模块（2-4）和Zigbee 芯片（2-6）均连接采集终端电源管理模块（2-5）；
所述的控制器3包括控制器中央处理器（3-3），控制器中央处理器（3-3）分别连接同步动态存储器（3-4）、闪速存储器（3-2）、控制器电源管理模块（3-1）、串行口网口（3-5）；
所述的监控中心（7）包括监控中心中央处理器（7-3），监控中心中央处理器（7-3）分别连接存储模块（7-2）、通讯模块（7-4）、监控中心电源管理模块（7-1）、串行口网口（7-5）、事故分析模块（10）和故障预警模块（11）。
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